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1、报告人：刘长寿日期：February, 2008认识.PMDPMD回目录认识. PMDWhat is PMD ?PermanentMagnetDrive永永磁磁调调速速器器2回目录认识. PMD磁力线N S铜导体当磁力线通过铜导体，静止时不会有作用当两者有相对运动，磁力线在导体中移动产生感应涡电流(Eddy Current)，进而在铜导体上产生感应磁场，而产生扭距越靠近时磁力线密度越密集，产生效应越强，扭距越大相对运动越快，效应越强，产生扭距越大（转差越大，扭距越大）相对运动越大，两者感应同极磁场越强，产生互相排斥的力量3回目录认识. PMD神奇的神奇的磁铁磁铁 vs. 铜铜的反应的反应4回目
2、录认识. PMD铜盘转子(连接于电机)磁盘转子(连接于负载侧)最小氣隙扭距最大改变气隙改变扭距氣隙放大扭距變小5回目录认识. PMD6回目录认识. PMDPMD实际演释实际演释7回目录认识.电机1.马达轴承座2.轴3.轴承盖4.转子5.脚座6.接地点7.外壳8.接地点9.铭牌10.风扇盖11.风扇12.马达轴承座13.轴承座钢圈14.螺栓勾环15.接线盒盖16.接线座17.定子18.线圈19.滚珠轴承20.键/键槽8回目录认识.电机感应电动机是由定子所缠绕线圈通过交流电流产生磁场感应转子相应磁场，交流电的交替相位产生了磁场变化而带动转子转动三相交流电源频率(Hz)9回目录认识.电机n电机转速电
3、机同步转速(RPM)=120x交流电源频率(Hz)极数 (Pole)l极数 (Pole)感应电动机定子线圈缠绕的极性对数,一对为两极,两对为四极.50Hz电源,同步转速两极为 3000 RPM四极为 1500 RPM六极为 1000 RPMetc.10回目录认识.电机转速百分比扭距百分比n电机的扭力-转速曲线11回目录认识.电机n离心设备的扭力-转速曲线扭距(T)=5250xHP/转速(扭距:lb-ft)转动惯性(WR2)=Wx(D/36)2x1.33(转动惯性:lb-ft2)12回目录认识.电机0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100扭距百分比转速百分比转差电机也是靠
4、转差产生所需扭距来带动负载PMD的转差 vs. 扭距曲线与电机 NEMA Design-B的特性类似电机的输出功率视负载需求来决定，所需扭距越大输出功率越大。13回目录认识.离心设备A(P1)PUMPHsB(P2)流量 Q系统管路损失与流量Q 平方成正比泵由 A 输送流体到 B 所需克服的阻力A, B两点间的压力差 (P2-P1) + 水位高程差 (Hs) ? 静压差输送流量Q所需克服的管路系统阻力, 与 Q2 成正比 ? 动压差泵所需全扬程=静压差+动压差14回目录认识.离心设备0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100流量百分比扬程 (压力)不同阻力的系统曲线与 Q2
5、 成正比不同阻力的变因管路直径 (固定)管路长度 (固定)弯头，阀件的多少 (固定)摩擦系数 (逐年变大)阀的开度 (可调控)Etc.静压n系统曲线15回目录认识.离心设备n泵的性能曲线16回目录认识.离心设备0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100流量百分比扬程 (压力)n泵的操作点系统通常是先决定流量 QQH计算所需扬程(压力) H决定泵之 Q & H (Q) x (H) x (Sp.Gr.)Pump 功率 = (K) x (Eff.)17回目录认识.离心设备n相似定律(Affinity Law)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100流量百
6、分比扬程 (压力)N1N2NxQ1/Q2= (N1/N2)H1/H2= (N1/N2)2P1/P2= (N1/N2)3T1/T2= (N1/N2)2Q: 流量H: 扬程(压力)P: 功率T: 扭距18回目录认识.离心设备n从相似定律得知，降低转速可以大幅降低能耗每降低 10% - 20% 转速 减少流量 10% - 20%降低扬程(压力) 19% - 36%减少能耗 27% - 49%系统容许我们降低转速吗?19回目录认识.离心设备n n泵浦系统设计泵浦系统设计实际需求流量(Capacity) Q设计流量约取制程需求量之1.1倍 (1.1Q)大部分系统还要加上最小回流量 (1.1Q+Qmin)
7、 选泵流量(QP) = 1.1Q + Qmin实际需求扬程(Head) H设计扬程以设计流量(1.1Q)为计算依据而得(H)大部分系统还要加上安全系数1.2倍 (1.2H)控制阀增加之阻力HCV (一般控制阀以70%80%开度设计) 选泵扬程(HP) = 1.2H + HCV20回目录认识.离心设备n n传统泵浦系统设计传统泵浦系统设计QQPHHP1.1HH+ HCV+ HFT制程实际需求设计选泵采购规格设计选泵采购规格 制程实际需求!21回目录认识.离心设备n n传统泵浦系统设计传统泵浦系统设计QQPHHP控制阀作动泵浦全开之运转点此时BHP最大,易跳车及空蚀 Cavitation,易生高振
8、动实际需求流量设计选泵采购规格没有节省能耗 (Q) x (H) x (Sp.Gr.)Pump 功率 = (K) x (Eff.)22回目录认识.离心设备n n变速泵浦系统变速泵浦系统QQPHHP实际需求流量设计选泵采购规格 (Q) x (H) x (Sp.Gr.)Pump 功率 = (K) x (Eff.)调降转速节省的能耗23回目录认识.离心设备系统容许我们降低转速吗?答案：绝大部分系统可以经由转速控制节省能耗没有流量控制需求的系统，最低可节能 30% 以上有流量控制需求的系统，可节能 60% 以上24回目录PMD 的应用PMD调速调速节能演释节能演释25回目录PMD 的应用n常见的控制模式
9、l转速控制需求仪表：转速计 (输出 420 mA 模拟讯号)控制模式：以 420 mA 模拟讯号直接控制PMD达到转速控制此控制模式通常在客户端具有中央控制系统(例如 DCS)可以直接依照各参数需求计算所要的转速来控制PMD.与传统以各种参数计算结果调整控制阀开度的操作模式类似.透过转速控制取代控制阀控制可节省大量能耗.26回目录PMD 的应用27回目录PMD 的应用n常见的控制模式l流量控制需求仪表：流量计 (输出 420 mA 模拟讯号)控制模式：以 420 mA 模拟讯号控制PMD的输出转速与流量计的讯号对比，达成闭循环(Close Loop)的控制.此控制模式可藉由与PMD成套的PLC
10、与人机接口自动/遥控设定或经由客户端具有中央控制系统(例如 DCS)直接依照需求流量来设定与控制PMD.此控制模式可取代传统控制阀或节流阀的控制，过转速控制可节省大量能耗.28回目录PMD 的应用29回目录PMD 的应用n常见的控制模式l压力控制需求仪表：压力计 (输出 420 mA 模拟讯号)控制模式：以 420 mA 模拟讯号控制PMD的输出转速与压力计的讯号对比，达成闭循环(Close Loop)的控制.此控制模式可藉由与PMD成套的PLC与人机接口自动/遥控设定或经由客户端具有中央控制系统(例如 DCS)直接依照需求压力来设定与控制PMD.此控制模式可取代传统储压罐，并避免经常开关水泵
11、，透过转速控制可节省大量能耗，并增长设备寿命与系统稳定.30回目录PMD 的应用31回目录PMD 的应用n常见的控制模式l液位控制需求仪表：液位计 (输出 420 mA 模拟讯号)控制模式：以 420 mA 模拟讯号控制PMD的输出转速与液位计的讯号对比，达成闭循环(Close Loop)的控制.此控制模式可藉由与PMD成套的PLC与人机接口自动/遥控设定或经由客户端具有中央控制系统(例如 DCS)直接依照需求压力来设定与控制PMD.此控制模式可避免泵操作于最小流量经常启停，尤其是在控制入口侧液位时，避免气蚀或抽空.32回目录PMD 的优点n优点节能 (可无段 0100% 调整转速)简单 (构
12、造简单, 本身无需电源)可靠 (容易安装, 不怕恶劣环境, 寿命长达 30 年)软启动 (电机完全在空载下启动, 大幅降低启动电流)不怕堵转, 不怕脉冲型负载 (保护电机, 机械密封, etc.)容忍对心误差, 隔离并减低振动延长设备寿命, 增长MTBF (故障周期)无谐波 (不伤害电机, 不影响电网功因)无 EMI (电磁波干扰)降低拥有者总成本33回目录PMD 的优点降低启动电流降低峰值容许快速重新启动电机34回目录PMD 的优点PMD容忍容忍对心误差对心误差35回目录PMD 的优点降低拥有者总成本兼容性能增加设备寿命并容允恶劣的电力环境较长的MTBF立即重启动减少Change-out时间
13、减少能源用量降低要求费用无事故发生增加机械密封寿命改善轴承寿命36回目录PMDPMD 价值主张37回目录PMD 的限制n限制十分重要的是要记住，永磁调速驱动器不是真正的转速控制装置，它是一个扭矩控制装置。因为转速是跟随扭矩的，我们的永磁调速驱动器在峰值扭矩设计区域内用来控制转速，但运行在低于此区域转速之下会产生过度的滑移和过度的热量。因此，您不能违背物理定律，在高速电机下用永磁调速驱动器来驱动一台低速泵。永磁调速驱动器不能长时间在高转差下运行所以不宜替代齿轮或皮带减速装置。永磁调速驱动器只能应用在遵循相似定律的离心设备 (Variable Torque)，不能用在非离心应用(Constant Torque)，如正位移泵，鲁式鼓风机或输送带之类。(永磁藕合器则无此限制)目前PMD大约在500HP以上须使用水冷型，最高功率可达4000HP.38回目录PMD 的限制Q & A39
